蘇 寶

(中國鐵建大橋工程局集團(tuán)有限公司，天津 300000)

某地鐵站位于軟土地區(qū)，土體靈敏度高，流體可塑性大，導(dǎo)水率低[1]，地下水豐富，水位較淺且經(jīng)常施壓，地鐵站工程施工地質(zhì)情況惡劣。尤其是以地下連續(xù)墻作為基坑支護(hù)，鋼筋籠笨重，吊裝施工困難，垂直精度難以控制。由于土體較軟，地下水位較高，地下連續(xù)墻接縫部位的施工質(zhì)量難以把控，需提升地鐵站地下連續(xù)墻施工質(zhì)量。

1 工程概況

某地鐵站基本結(jié)構(gòu)為3層2柱3跨地下島式，全長178 m，標(biāo)準(zhǔn)斷面坑寬24.2 m，基坑寬28.2 m，坑深24.06～25.048 m，平均頂板覆土厚度2.59 m。地下連接墻厚16 m，截面深46 m，端軸深49 m。場地地質(zhì)條件復(fù)雜，基坑開挖影響區(qū)域?yàn)樗柡头凵百|(zhì)層和粉砂質(zhì)層，淤泥層滲透性強(qiáng)，地下連續(xù)墻接縫、角落等薄弱點(diǎn)處漏水風(fēng)險(xiǎn)大。

2 地鐵站地下連續(xù)墻施工技術(shù)要點(diǎn)

2.1 施工工藝流程

施工基本工藝流程為導(dǎo)墻施工、鋼筋籠設(shè)置、溝槽開挖、成槽、鎖管下放、鋼筋籠吊放、混凝土灌漿、墻趾注漿、高壓旋噴地連墻接縫止水樁[1]。地下連續(xù)墻的施工應(yīng)在支架澆筑和保溫樁架設(shè)后進(jìn)行。最初的基坑開挖區(qū)域用礫石回填，以滿足80 t起吊設(shè)備的工作要求。泥漿槽最大容量為80 m3，即泥漿槽開挖尺寸為10 m×4 m×2 m。圖1所示為調(diào)整開槽尺寸，開槽用挖掘機(jī)挖掘，細(xì)節(jié)通過人工修正。導(dǎo)墻頂面高度對齊地面。

圖1 槽段尺寸調(diào)整圖Fig.1 Slot size adjustment

2.2 導(dǎo)墻施工

導(dǎo)墻采用挖掘機(jī)配合人工完成，挖掘?qū)A(chǔ)時(shí)，在距離底板1～2 m釬探，檢查是否有砼基礎(chǔ)、木頭、管道等障礙物，如有需及時(shí)清理[2]。結(jié)構(gòu)采用木模板，由10 cm厚的槽鋼支撐，間隔2 m。澆筑導(dǎo)墻時(shí)，用插入式振搗器充分振搗混凝土。在側(cè)壁模板的設(shè)計(jì)阻力達(dá)到70%之前不能拆模。使用100 mm×100 mm的方形硬木增加支撐，呈兩層梅花型布設(shè)，間隔1 m。在250 mm x 450 mm擋板表面設(shè)置溢流口，排水溝位于 500 mm x 600 mm 擋板的全長上。導(dǎo)墻質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)條件，軸向誤差條件不大于±10 mm，內(nèi)壁垂直度誤差不大于0.5%，頂部平整度誤差不大于5 mm[3]。拆除模板后第一時(shí)間做好支護(hù)，避免導(dǎo)墻垮塌?；炷廖礉M足施工設(shè)計(jì)要求前，禁止大型施工設(shè)備靠近導(dǎo)墻作業(yè)。導(dǎo)墻軸線與地下室連續(xù)墻直線嚴(yán)格匹配，最大軸向偏差控制在10 mm以內(nèi)[4]。連接兩壁部分的絲網(wǎng)必須焊接緊密，以保證導(dǎo)墻的完整性，防止導(dǎo)墻滑落，保持上層的穩(wěn)定。

2.3 選擇合適的泥漿

該地鐵站地下連續(xù)墻施工采用膨潤土造漿，主要成分是膨潤土、摻加劑和水。該摻加劑主要由羧甲基纖維素(CMC)和燒堿(Na2CO3)組成[5]，可以增加泥漿的黏度，膨潤土漿配比如表1所示。

表1 膨潤土造漿配比Tab.1 Ratio of bentonite slurry

新制漿、再生漿和槽內(nèi)漿在澆筑前需要進(jìn)行物理性能測量，主要測量其黏度、比重和含砂量，具體控制指標(biāo)見表2。

表2 護(hù)壁泥漿的控制指標(biāo)見Tab.2 Control index of wall protection mud

2.4 溝槽開挖

使用開槽機(jī)進(jìn)行溝槽開挖，附加設(shè)備為空氣壓縮機(jī)1臺，風(fēng)量10 m3，直徑250 mm的管道長75 m。開挖過程中采用泥漿正循環(huán)，形成溝槽后通過氣舉反循環(huán)處理池清理溝槽[6]。同時(shí)進(jìn)行兩個(gè)溝槽開挖，使用開槽機(jī)在每個(gè)槽中開挖。設(shè)備安裝好后，按照開槽鉆裝置示意圖所示位置開挖，此過程中使用污泥減量工藝去除殘?jiān)?。開挖2 m后，開槽機(jī)移動(dòng)到下一個(gè)鉆孔位置，用方錘將槽的凸壁清除[7]。檢查泥漿輸送管運(yùn)輸泥漿過程中是否有障礙物，施工設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)是否正常，解決上述問題后才能開始施工。溝槽開挖過程中，基于施工區(qū)域地質(zhì)環(huán)境變化調(diào)節(jié)泥漿參數(shù)，密切關(guān)注開挖溝槽中的出土數(shù)量、開挖速度及泥漿補(bǔ)給量，檢查溝槽是否存在質(zhì)量缺陷。溝槽開挖設(shè)備與導(dǎo)墻垂直，間隔3 m以上，避免因自重導(dǎo)致應(yīng)力過度集中，在機(jī)器下方放置一塊35 mm厚的鋼制墊板。開槽設(shè)備提升臂傾斜角度控制在65°～75°。開挖時(shí)，6～7 m深度時(shí)需適當(dāng)減慢開槽速度，確保槽壁垂直度滿足要求。在開挖軸線精準(zhǔn)定位的情況下，保證挖掘位置精準(zhǔn)度，開槽速度可相應(yīng)提高。檢查溝槽5 m范圍內(nèi)的泥漿質(zhì)量，判斷泥漿是否泄漏，實(shí)時(shí)調(diào)整泥漿參數(shù)，采取適當(dāng)?shù)难a(bǔ)救方式，觀察地下水位變化。開挖全程需盡量降低地下水對溝槽側(cè)壁的影響，一旦開槽機(jī)停止工作，抓斗應(yīng)及時(shí)撤出溝槽。開挖溝槽時(shí)，勿將產(chǎn)生強(qiáng)烈振動(dòng)的機(jī)器設(shè)備布設(shè)在槽附近。

2.5 清底

挖完溝槽后，清理底土，用專用鋼絲刷清理側(cè)壁，反復(fù)刷洗，直到槽壁干凈為止。清理槽壁后，將沙泵布設(shè)在規(guī)定位置進(jìn)行清孔作業(yè)。沖洗條件：底部沉積物厚度不超過15 cm，距離底部20～100 cm處污泥密度不超過1.3，含沙量不超過7%，在主要構(gòu)成為砂石、軟土的地層中，底部置換時(shí)間不應(yīng)超過2 h[8]。

2.6 接頭施工

使用“工”型梁連接頭，將工字鋼焊接到鋼籠上時(shí)，下部距地下連續(xù)墻不應(yīng)超過200 mm，上部不應(yīng)高于連續(xù)墻頂部450 mm[9]。將寬度為300 mm、厚度為15 mm的鋼板焊接成鋼籠，安裝好鋼籠后，在背面回填沙袋，防止混凝土流動(dòng)?；炷两宇^作業(yè)完成后，用灌漿刷保持清潔，直至無灌漿殘留，以防接頭夾泥形成冷縫，導(dǎo)致滲漏，降低地下連續(xù)墻的承載力、抗?jié)B能力。

2.7 鋼筋籠制作及安裝

鋼籠在加工平臺上制作，上鋼籠按6 m制作，下鋼籠長度根據(jù)鋼籠的剩余長度完成。每個(gè)鋼籠都打上編號，方便起吊對接。每個(gè)鋼籠桁架上的頂部焊口有32個(gè)吊點(diǎn)，保證鋼籠可以吊起，主筋連接為直螺紋機(jī)械連接。鋼籠長約48.2 m，重約33～47 t，選用65 t汽車起重機(jī)吊裝鋼籠。吊裝前經(jīng)過預(yù)先設(shè)計(jì)，確定吊索、提升力和提升點(diǎn)位置，嚴(yán)格按照施工設(shè)計(jì)要求埋設(shè)預(yù)埋件，根據(jù)單元內(nèi)槽的橫截面預(yù)先確定鋼筋籠的單個(gè)尺寸。將接縫“工字”梁布設(shè)到位，用粉筆將接縫“工字”梁底部放置的鋼筋做好標(biāo)記，將鋼筋籠放置在底部，點(diǎn)焊成梅花形布設(shè)。在架立鋼筋上部鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)，焊滿鋼筋籠接頭盒工字鋼，以提高其完整性[10]。采用主吊+副吊的吊裝方式，主起重能力150 t，輔助起重能力50 t。兩臺起重機(jī)懸吊在鋼籠的中心和頂部，距地面10～20 cm。主吊機(jī)負(fù)責(zé)提升，副吊機(jī)負(fù)責(zé)穩(wěn)定鋼筋籠，避免移動(dòng)或碰撞。鋼筋籠由主吊機(jī)垂直吊入溝槽，使其由導(dǎo)墻上的剛橫擔(dān)固定，且使鋼筋籠與導(dǎo)墻預(yù)埋部分焊接一起，以防浮起。

2.8 澆筑混凝土

水泥比例不能高于370 kg/m3，碎石比例不能高于400 kg/m3，水灰比控制在0.6以內(nèi)。在晴朗無大風(fēng)天氣進(jìn)行混凝土澆筑，確保混凝土澆筑管道密封良好，有效避免橫向偏移，澆筑導(dǎo)管的初始深度為1 m以上。需對澆筑導(dǎo)管底部進(jìn)行清理并測量沉積物厚度，使用直徑為250 mm的管道澆筑混凝土，管道的初始深度至少為1 m，澆筑過程中可增加到3 m左右。持續(xù)澆筑混凝土，混凝土平面升高，速度控制在2 m/h以上，最大允許的時(shí)間間隔為20～30 min，相鄰混凝土澆筑導(dǎo)之間的混凝土平面高差小于50 cm。混凝土澆筑過程中做好記錄，在兩根管道的外側(cè)和中心取3個(gè)點(diǎn)，每隔3～4 m測量一次混凝土表面高度。開始澆注時(shí)，兩根管道同時(shí)澆注，再交替澆注?；炷帘砻鎯蓚?cè)的高度差不應(yīng)超過50 cm。為提高混凝土密實(shí)度，需將混凝土澆筑導(dǎo)管吊起，每次限高不超過30 cm?；炷翝仓^程中需實(shí)時(shí)檢測參數(shù)并記錄相關(guān)事項(xiàng)，混凝土需要運(yùn)到現(xiàn)場進(jìn)行坍落度測試?；炷翝仓?，墻體上部應(yīng)高于規(guī)定高度300～500 mm，澆筑累計(jì)時(shí)間不得超過24 h?；炷翝仓?dǎo)管接頭完全密封，防止?jié)仓?dǎo)管接頭滲漏。

2.9 墻體灌漿

在每塊地下連續(xù)墻體上安裝兩根直徑為40 mm的墻底混凝土澆筑導(dǎo)管，控制地下連續(xù)墻的豎向沉降，利用混凝土加固墻底土體，減少墻體豎向沉降。

2.10 高壓旋轉(zhuǎn)射流、接地墻接縫、防水樁

在地下連續(xù)墻接縫處安裝高壓旋噴防水樁[3]，放置3個(gè)Φ850@600反力樁，在墻內(nèi)角處安裝內(nèi)角鋼樁，加固范圍設(shè)置為2 m×2 m。

3 結(jié)語

地下連續(xù)墻施工質(zhì)量影響著車站主體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，尤其是軟土地區(qū)地下連續(xù)墻施工質(zhì)量至關(guān)重要。在地下連續(xù)墻施工中，鋼筋籠縱向和橫向吊點(diǎn)的布置需要根據(jù)正負(fù)最大彎矩相等的原則確定，對于地鐵站地下連續(xù)墻施工來說，為確?；咏Y(jié)構(gòu)安全，要在施工前進(jìn)行仔細(xì)的調(diào)查和測試。施工過程要求落實(shí)各項(xiàng)重大技術(shù)施工措施，嚴(yán)格按照現(xiàn)場技術(shù)規(guī)范執(zhí)行，有效保證地下連續(xù)墻的施工質(zhì)量。通過運(yùn)用關(guān)鍵技術(shù)，該地鐵站工程地下連續(xù)墻施工高質(zhì)量完成，基坑開挖后期，除局部少量滲漏外，無重大滲漏，保證了基坑安全。